氣候變化和人為活動雙重脅迫下山前平原地區洪災發生機制與防治對策

李華勇，于正松

(安陽師范學院資源環境與旅游學院，河南 安陽 455000)

2018年8月，受雙臺風影響，濰坊彌河、丹河流域發生嚴重洪澇災害，行洪河道內一片汪洋，多處發生潰堤、漫堤險情，人民生命財產遭受重大損失[1]。截至8月23號，濰坊市共147萬人受災，死亡13人，失蹤3人，倒塌房屋9999間，20多萬個大棚受損，造成直接經濟損失92億元。

1980年以來，彌河下游一年中有半數以上時間處于斷流狀態(寒橋站，表1)，近十幾年更是呈愈演愈烈趨勢。這場發生于我國北方半濕潤山前平原地區的洪災無疑給我們敲響了警鐘，痛定思痛，我們需要認真思考：山前平原地帶洪水發生過程和成災機制是什么？干旱化背景下洪災發生頻率為何呈增加趨勢[2]？氣候變化背景下人類環境心理和行為發生哪些適應性變化，這些變化如何導致洪災危害程度加重？

1 流域概況

彌河發源于山東臨朐沂山西麓，順地勢蜿蜒西流，至臨朐九山鎮折向北偏東流，流經臨朐、青州、壽光三縣(市)，匯入渤海萊州灣(圖1)，全長206 km，流域面積3847.5 km2。源頭至冶源水庫為上游，長56 km，流經山岳區，河道平均比降為10.4‰，冶源至壽光岳寺高村為中游，長54 km，流經臨朐盆地和山前平原區，河道平均比降1.5‰，岳高寺村以下為下游，河長96 km，流經山前平原和濱海低地區，河道平均比降為0.4‰。

彌河主要支流有五井石河、石河、南陽河等，主要水庫有冶源水庫、嵩山水庫、黑虎山水庫等(圖1)。流域多年平均年降水量約為700 mm，多集中在5月～8月，多年平均年徑流深度為156.5 mm。流域內降水分配不均，多發旱澇災害，有記錄以來最大洪峰流量發生在1963年7月19日(瑞莊站)，達到2870 m3/s。近40年來斷流天數呈逐漸增加趨勢，特別是1981年以來，寒橋站監測年斷流天數均在150 d以上[3](表1)。

表1 1958年～1990年濰坊市年均降水量、彌河年均流量及斷流天數(寒橋站)

圖1 彌河及丹河流域圖

2 2018·8·20洪水發生過程

2018年8月中旬，臺風“摩羯”影響彌河流域，帶來強降水。從8月13日開始，彌河上游的冶源水庫、黑虎山和嵩山三座水庫均面臨源源不斷的入庫流量，也一直在向下游壽光方向泄洪。8月13日至19日，三座水庫累計下泄洪水2094.58萬m3，平均每秒約45 m3。8月18日至19日，濰坊地區再次迎來“溫比亞”臺風的挑戰，彌河流域預報降水量為40 mm～70 mm，實際下游壽光地區降水量超過200 mm(8月18日12時～9月20日1時)，上游局部地區降水量達到300 mm，三座水庫來水量遠超當時的泄洪速度。8月19日上午，三座水庫一再加大泄洪水量，至中午泄洪總量增至620 m3/s，當晚三座水庫出庫流量增大到最大1700 m3/s[1](圖2)，并預報洪峰在8月20日1時30分左右到達壽光地區，加上區間來水，洪峰流量達到2250 m3/s，逼近彌河有記錄以來的最高值。雙臺風帶來的強降水和大量上游客水涌入，是造成本次彌河洪水的主要原因。

圖2 2018年8月13日～8月19日彌河上游三座水庫泄洪數據

3 洪水成災機制

洪水和洪災是兩個不同的概念。洪水進入壽光區間后發生漫堤、決堤，淹沒彌河、丹河沿岸地區，造成城市內澇、房屋浸泡、農田被淹、蔬菜大棚垮塌、養殖場牲畜大量淹死，上百萬人口受災，死亡2人，直接經濟損失達數十億元。分析壽光“2018·8·20”洪災成災原因，除自然因素外，干旱化及人口增加背景下，河流水資源管理與調配方式失衡[4]，下墊面特征發生人為性變化[5]，河流空間被壓縮[6]，城鎮選址失誤[7]，社會經濟成本劇增[8]等也是造成此次壽光受災嚴重的重要原因。

3.1 雨量大，降雨集中，大量客水涌入

雨量大，降雨集中，是造成此次壽光洪災的主要原因。自8月13日起，受臺風“摩羯”“溫比亞”影響，彌河出現全流域性強降水，8月18日～8月19日的48 h內彌河下游壽光地區降水量超過200 mm，上游局部地區則達到300 mm。彌河本身承擔上中游臨朐、青州兩縣市的排澇任務，水位持續上漲。

山東省中部山地丘陵具有“水塔”效應，通過數百條河流向周邊低地輸送水資源[3]。彌河上游山地丘陵地區集水面積大，產水迅速，而下游壽光作為山前平原地帶，接納上游客水。兩個地貌單元促使水資源形成典型的“產-匯”格局[9]，盡管上游水庫攔蓄入庫洪峰，但削峰僅為50%左右(圖2)，大量洪水涌入下游地區，加上區間來水，洪峰流量達到2250 m3/s，洪水在彌河壽光段發生漫堤和決堤事件，最終導致此次洪澇災害發生。

3.2 干旱背景下人類活動增大洪災隱患

生活在特定自然環境下的人類具有與之相匹配的環境心理和行為，當氣候具有干旱化趨勢，人類環境心理隨之發生適應性變化[10]：心理上倍加重視水資源，嚴于抗旱而疏于防澇；行為上興修水庫、滾水壩等抗旱工程，工農業和建筑用地占用河流行洪區等，間接導致干旱化氣候背景下洪水更易演化為洪澇災害(圖3)。

圖3 干旱化背景下洪災危害加劇機理

3.2.1 水利基礎設施薄弱

防洪堤和水庫是應對常遇洪水的兩大主要防洪工程設施。建國后國家對防洪工作極為重視，修建了許多防洪設施，這些設施也起到了一定的防洪和抗旱作用。但近幾十年來防洪標準沒有提高，中下游防洪堤問題逐漸暴露：工程質量不達標，部分堤段堤頂高程不足，發生洪水時具有潰堤和漫堤風險；道路、橋梁、涵洞的建設嚴重破壞了堤防設施，甚至部分河段防洪堤已名存實亡。

3.2.2 環境心理和行為發生適應性變化

長期干旱使人類氣候心理發生變化，嚴于抗旱而疏于防洪，即使預測臺風可能帶來大量降水，水利管理部門也無法在抗旱和防洪之間做出科學決策[10]。另外下游地區居民對洪災嚴重程度認識不足，人員和物資的提前轉移工作不到位。

3.2.3 與河爭地，壓縮河流生存空間

自然狀態下河流空間具有季節性，雨季一大片，旱季一條線。但在氣候干旱和人類活動雙重脅迫下，變成雨季一條線，旱季看不見。由此導致人類開始向河流爭地。

近幾十年來我國經濟飛速發展，城鄉規模不斷擴大，人地矛盾日益突出，與河爭地現象在壽光地區尤為明顯[7]。壽光老城區在彌河以西5 km處，既有取水之利又可避水之害，現已擴張到彌河兩岸，為獲得優質的景觀資源，很多高檔小區和酒店、政府及企業辦公大樓選擇依河而建，甚至就選址在防洪堤內，具有極高的洪災風險性。而在彌河流經的農村地區，農田、蔬菜大棚、養殖場更是遍布河漫灘。一旦洪水超過上游水庫承受力，下游防洪堤內的人造物首當其沖。

3.2.4 微地貌改變洪災格局

人類建筑和工農業活動改變了地表微地貌，阻隔了洪水擴散，影響了洪水消散過程，導致洪水影響區域縮小，但局部地區洪災危害加重，持續時間增長[5]。壽光南部地區是我國重要冬暖式蔬菜大棚基地，溫室大棚就地取土筑墻，導致地表相對低洼，成為洪水匯集區，水流的沖刷和浸泡使墻體發生坍塌。

3.3 社會經濟易損性較大，洪災風險等級高

壽光地區城鎮和人口密度大，工業相對集中，農業也很發達，以冬暖式蔬菜大棚和禽畜養殖業為主，單位面積所具有的經濟價值很高，潛在易損性較大，災后可修復性極低。田國珍等基于自然和社會等多種風險因子，分析得到中國洪水災害風險區劃，將山東沿海地區劃分為最高一級[8]。

4 防治對策

4.1 落實“河長”制度，科學管理水資源

河流往往流經多個行政區，但行政單元不應破壞河流內在的整體性和連貫性。2016年我國全面推行河長制，由各級黨政主要負責人擔任“河長”，負責組織領導相應河湖水庫的管理和保護工作，其主要任務之一就是科學管理流域水資源，加強流域內河湖水庫水資源的統一調配與保護[11]。

4.2 建立預警機制

建立洪水災害預警平臺，完善水情、雨情監控系統，實現降水量、地表產水過程、入庫流量、庫容量、泄洪量及各水文站監測流量數據聯網互通，最終實現洪水遙測，構建高效的應急響應體系。遭遇強降水天氣時，能夠準確及時將監測數據傳輸到防控中心，使水利部門能夠及時掌握洪水情況并進行有效防御[12]。

4.3 科學規劃濱河地帶

決策者需具備洪水風險意識，科學規劃河濱洪水淹沒線以下地區。居民點和重要工農業設施要選址在洪水淹不到的地方，濱河地區可開發為濕地公園或旱澇交替的濕地農業，旱時可作農業生產或休閑旅游，澇時可作為蓄洪區[13]。

4.4 工程措施

提高防洪標準，加強堤防建設，疏通河道，提高河道行洪能力[14]，規劃建設河流中下游蓄洪區和分洪區，設置洪災緊急避難所。受災嚴重居民點易址重建，完善城鄉防洪排澇工程建設。

5 結語

2018年8月20日山東省壽光市彌河下游洪澇災害是在氣候干旱化背景下發生的一次異常洪水事件。氣候系統不穩定、雙臺風襲擊、降水異常增多，是洪災發生主因；特殊的山前平原地貌以及由此產生的水資源“產-匯”格局是次要因素。人類活動極大地改變了流域下墊面狀況，嚴重破壞了地表水文過程，最大限度壓縮了河流生存空間，使人地耦合系統處于緊張狀態，是本次洪災危害嚴重的人為因素。強化制度建設和行政管理職能，科學規劃行洪區，提供公眾防洪意識，以及必要的防洪工程措施，是防治洪災的有效對策。